VR, вождение и искусство: как нейроинтерфейсы входят в нашу жизнь
Такое предположение выдвинул в своей новой статье ведущий научный сотрудник Центра нейрокогнитивных исследований Московского государственного психолого-педагогического университета Сергей Шишкин. Он объясняет, зачем здоровым людям нужны нейроинтерфейсы, когда эта технология станет популярной и что для этого делается уже сейчас.
Что такое нейроинтерфейс
Интерфейсы «мозг-компьютер», или нейроинтерфейсы чаще всего создают для парализованных людей. Клавиатура, мышь или тачскрин бесполезны, если человек неподвижен. А с помощью специального устройства, которое анализирует электрические или другие сигналы из мозга, пользователь может подать компьютеру команду, просто подумав о ней. Например, нейроинтерфейс можно научить откликаться на то, как вы мысленно представляете движения рукой или фокусируете внимание на мигании буквы. Так можно печатать слова, выбирать нужные пункты в меню и выполнять другие несложные действия.
Что пока не так: медленно и неосознанно
Нейроинтерфейсы работают намного медленнее, чем мыши и тачскрины — одна команда может обрабатываться от нескольких секунд и больше. Скорость можно увеличить, если использовать инвазивные интерфейсы с датчиками, которые устанавливаются непосредственно в мозг. Такие технологии пока довольно рискованные, и еще много лет или даже десятилетий их будут использовать только при наличии серьезных медицинских показаний.
Именно поэтому среди специалистов принято считать, что для здоровых людей нейроинтерфейсы, помогающие осознанно отдавать команды — так называемые «активные» нейроинтерфейсы — не представляют интереса, они просто неудобны в работе. Для обычных пользователей разрабатывают лишь «пассивные» интерфейсы, которые подстраивают работу компьютерных программ под текущие потребности пользователя, совершенно не требуя его внимания. С помощью такого интерфейса, например, можно ускорить поиск картинок в интернете, сравнивая эмоциональные реакции пользователя на разные результаты. При этом все происходит автоматически — от человека не требуется никаких осознанных действий. Пассивный нейроинтерфейс не конкурирует с мышью и тачскрином, а создает дополнительный канал взаимодействия человека с компьютером.
Опыт взаимодействия важнее удобства
Несмотря на скептицизм большинства специалистов, в мире продолжают развиваться несколько немедицинских областей, в которых разработчики экспериментируют с применением активных нейроинтерфейсов. Это компьютерные игры, искусство и даже взаимодействие с автомобилями. В последнем случае нейроинтерфейсы предлагается использовать не для вождения, а для простых операций — чтобы выбрать место назначения, переключить свет в салоне, выбрать радиостанцию. Именно такого рода нейроинтерфейс в 2021 году представила компания Mercedes-Benz в их новом концепт-каре с системой автономного вождения VISION AVTR.
Сергей Шишкин объясняет это тем, что пользователю не всегда нужно отдавать команды как можно быстрее: иногда для него важнее сам опыт взаимодействия с устройством. А в случае с нейроинтерфейсами, этот опыт оказывается совсем другим — новым и интересным.
Сергей Шишкин, руководитель группы нейрокогнитивных интерфейсов, ведущий научный сотрудник МЭГ-центра МГППУ, кандидат биологических наук:
«С удобным инструментом меньше устаешь и реже делаешь ошибки, такая работа просто более приятная. Но современные люди все больше используют технику и тогда, когда не заняты работой. И тут, как заметил голландский исследователь Антон Найхолт, изучающий применение нейроинтерфейсов в компьютерных играх и в искусстве, особенности опыта взаимодействия человека с техникой становятся для него особенно важными. С точки зрения Найхолта, это и делает нейроинтерфейсы привлекательными для здорового пользователя даже несмотря на то, что они не могут конкурировать с традиционными интерфейсами по своим точностно-скоростным показателям».
Нейроинтерфейсы в VR и AR
Отдельная сфера все более активного экспериментирования с нейроинтерфейсами — виртуальная и дополненная реальность, которую используют как в играх, так и для других целей. Интересным дополнением к опыту погружения в виртуальные миры может быть «немышечный» и бесконтактный способ действия, когда пользователь управляет происходящим «силой мысли». Определенные мысленные действия приведут к изменению рисунка работы мозга, которое и распознает нейроинтерфейс.
Есть и другие причины пытаться использовать нейроинтерфейсы в качестве одного из инструментов в виртуальной и отчасти в дополненной реальности. Любые традиционные технологии — например, специальные контроллеры, которые пользователь держит в руках, движения головы или голос — все еще не дают такого же уверенного управления, как инструменты ввода в обычной работе с компьютерами и мобильными устройствами. Нейроинтерфейс здесь может рассматриваться как вполне серьезный конкурент, или, по крайней мере, как еще одно дополняющее их средство управления. Кроме того, компоненты нейроинтерфейсного управления удобно включать в шлемы виртуальной реальности, а пользователь в любом случае соглашается приобретать довольно недешевое устройство и носить его на голове.
Интерфейсы «мозг-компьютер» могут стать особенно привлекательными как для здоровых пользователей, так и для больных, если окажется, что их использование ведет к улучшению когнитивных функций, которые активируются для подачи команд — например, внимание или представление движений. Но пока такие возможности очень мало исследовались.
Когда нейроинтерфейсы станут обыденностью
Сергей Шишкин:
«Очень возможно, что интерфейсы «мозг-компьютер» смогут войти в нашу обычную жизнь уже скоро — например, лет через пять-семь. Но, откровенно говоря, пока что об этом можно лишь гадать. До сих пор нет ясности, есть ли что-то всерьез интересное для массового пользователя за пределами «вау-эффекта» — изумления и восторга при первом контакте с новой необычной технологией. Однако даже если нынешние интерфейсы и не обеспечивают устойчивый позитивный опыт, есть хорошие шансы приблизиться к этому в ближайшее время».
Сергей обращает внимание на то, что если разработчики будут фокусироваться именно на опыте пользователя, создавать нейроинтерфейсы, привлекательные для здоровых людей, развивать эти технологии станет гораздо проще.
В частности, стоит попробовать использовать феномены, пока что мало изученные в контексте применения в нейроинтерфейсных технологиях. В их числе — так называемые квазидвижения. Пятнадцать лет назад их открыл в Германии ученый российского происхождения Вадим Никулин. Они представляют собой нечто среднее между обычными и воображаемыми движениями. Выяснилось, что с помощью квазидвижений намного проще стабильно вызывать хорошо различимые изменения рисунка электрических потенциалов мозгового происхождения — именно те «маркеры» отдачи команды, на распознавании которых и основана работа нейроинтерфейсов. Опыт выполнения квазидвижения, по словам Сергея Шишкина, по-своему необычен — человек фокусируется на совершении очень тонких действий. Он постепенно уменьшает амплитуду своих движений до такой степени, что они становятся внешне совершенно незаметными, однако продолжают сопровождаться изменениями мозгового электричества. Научиться этой технике удавалось практически всем участникам экспериментов.
Сейчас сотрудники МЭГ-центра МГППУ работают над проектом, в рамках которого оценят возможности создания новых нейроинтерфейсов на основе квазидвижений. Проект поддержан Российским научным фондом.